Under magmatisme forstå helheden af fænomener forbundet med dannelsen, udviklingen af sammensætningen og bevægelsen af magmaer til jordens overflade. Magmatisme er en af de vigtigste dybe processer i jordens indre. I henhold til manifestationsformen er magmatisme opdelt i påtrængende og effusive. Forskellen mellem dem bestemmer i høj grad mekanismerne for klippedannelse.
Begrebet magma
Magma er en højtemperatur væske-silikat-smelte, der dannes i dybe kamre, hovedsageligt i den øvre kappe (asthenosfæren) og delvist i de nederste lag af jordskorpen. Dannelsen af et magmakammer opstår, når visse værdier af tryk og temperatur kombineres. Sådan primær magma har en homogen sammensætning, herunder følgende komponenter: væske (smelte), hvori gassen eller den flygtige fase (væske) er opløst. Der er også noglefast krystallinsk stof. Når du bevæger dig mod overfladen, udvikler den primære magma sig afhængigt af de specifikke forhold.
Evolution af magma omfatter flere typer processer. For det første oplever hun forskellige former for differentiering:
- segregation, hvor det adskilles i ublandbare flydende komponenter;
- krystallisationsdifferentiering. Denne vigtigste proces er forbundet med udfældning (krystallisation) af visse forbindelser fra en amorf smelte ved forskellige kombinationer af temperatur og tryk.
For det andet ændrer magma sin kemiske sammensætning som et resultat af interaktion med værtsbjergarter. Dette fænomen kaldes forurening.
Krystallisationsprocesser i magma
Da magma er en mobil blanding af mange stoffer og er under skiftende forhold, er krystalliseringen af dets komponenter en meget kompleks proces. Det er norm alt opdelt i tre hovedfaser:
- Tidlig magmatisk fase med høj temperatur. På dette stadium falder jern- og magnesiumholdige mineraler med høj densitet ud af magmaen. De sætter sig og akkumuleres i bunden af magmakammeret.
- Magmatisk hovedfase i mellemtemperatur, hvor hovedkomponenterne i bjergarter dannes, såsom feldspat, kvarts, glimmer, pyroxener, amfiboler. Calcium udfælder, langt størstedelen af silicium og aluminium. Krystallisering i denne fase er allerede ledsaget af mangel på plads i magmakammeret, så de resulterende mineraler er finere kornede.
- Lavtemperatur sen magmatisk (pegmatit)fase. På dette stadium spredes den mobile såkaldte pegmatit-magma-rest, beriget med flygtige komponenter, gennem de hulrum og revner, der er tilbage i magmakammeret, og bidrager til omkrystalliseringen af værtsbjergarter. Pegmatit-årer er karakteriseret ved dannelsen af store krystaller, der kan vokse ind i hinanden. Dette stadie grænser op til og er tæt knyttet til den hydrotermiske fase af mineraldannelse.
Vulkanisme og plutonisme
Der er sådanne former for manifestation af magmatisme som påtrængende og overstrømmende. Forskellen mellem dem ligger i betingelserne for udvikling af magmaer og stedet for deres størkning. Den sidste faktor spiller en særlig vigtig rolle.
Effusiv magmatisme er en proces, hvor magma når jordens overflade gennem en forsyningskanal, stiger til toppen, danner vulkaner og fryser. Den udbrudte magma kaldes lava. Når det når overfladen, mister det intensivt sin flygtige komponent. Størkning sker også hurtigt, nogle typer lavaer når ikke at krystallisere og størkne i amorf tilstand (vulkaniske glas).
Intrusiv magmatisme (plutonisme) er anderledes ved, at magmaen ikke når overfladen. Magma trænger på en eller anden måde ind i værtsklippernes overliggende horisonter og størkner i dybden og danner påtrængende (plutoniske) kroppe.
Klassificering af indtrængen
Relationer mellem værtsbjergarter og produkter af påtrængende magmatisme og typer af påtrængende kroppe skelnes efter mange kriterier, især, såsom:
- Formationsdybde. Der er overfladenær (subvulkanisk), mellemdyb (hypabyssal) og dyb (afgrundsdyb) indtrængen.
- Placering i forhold til værtsrock. Ifølge dette kriterium er indlejrede arrays opdelt i konsonant (konkordant) og disharmonisk (diskordant).
Karten af påtrængende magmatisme og typer af indtrængen er også klassificeret efter sådanne træk som forholdet mellem strukturen af det plutoniske legeme og kontaktfladen (konform og diskonform), relation til tektoniske bevægelser, form, størrelse af massivet og så videre.
Kriterierne for at identificere forskellige typer magmatiske indtrængen er tæt beslægtede. Afhængigt af strukturen af det omsluttende lag, dybden og mekanismen for dannelsen af det magmatiske massiv og andre manifestationer af påtrængende magmatisme, kan formerne af indtrængninger variere meget.
Mekanismer til indføring af magma i klippemassen
Magma kan trænge ind i værtslaget på to hovedmåder: langs lagdelingsplanerne for det sedimentære lag eller langs eksisterende revner i klippen.
I det første tilfælde, under tryk af magma, hæver tagets lag sig - de overliggende områder af tykkelsen - eller omvendt, som et resultat af påvirkningen af massen af indtrængende magma, de underliggende lag synke. Sådan dannes konsonantindtrængen.
Hvis magma trænger opad og udfylder og udvider revner, bryder igennem lag og kollapser tagsten, danner det selv et hulrum, der vil blive optaget af en påtrængende krop. På denne måde, uoverensstemmende forekommendeplutoniske kroppe.
Former af indlejrede magmatiske masser
Afhængig af den specifikke vej, hvormed processen med påtrængende magmatisme forløber, kan former for påtrængende kroppe være meget forskellige. De mest almindelige, ukonformeligt forekommende magmatiske massiver er:
- Dike er et pladelignende stejlt dyppede legeme, der krydser de omsluttende lag. Digerne er meget længere end tykke, og kontaktfladerne er næsten parallelle. Diger kan være af forskellig størrelse - fra snesevis af meter til hundredvis af kilometer i længden. Formen af diger kan også være cirkulær eller radial, afhængigt af placeringen af sprækker fyldt med magma.
- En vene er et lille sekantlegeme med en uregelmæssig, forgrenet form.
- Stem er en søjleformet krop karakteriseret ved lodrette eller stejlt faldende kontaktflader.
- Batholith er det største udvalg af indtrængen. Batholiths kan være hundreder eller endda tusindvis af kilometer lange.
Overlappende kroppe antager også forskellige former. Blandt dem findes ofte:
- Sill er en indlejret intrusion, hvis kontaktflader er parallelle med værtssenge.
- Lopolith er en linseformet række, konveks nedad.
- Laccolith er en krop med en lignende form, hvis konvekse side er placeret øverst, som en svampehætte. Mount Ayu-Dag på Krim er et eksempel på gabbroid laccolith.
- Phacolite er et legeme placeret i folden af værtsklippetruget.
Indbrudskontaktzone
Dannelsen af plutoniske legemer er ledsaget af komplekse processer af interaktion ved grænsen til det omsluttende lag. Zoner med endokontakt og exokontakt dannes langs kontaktfladen.
Endokontaktændringer forekommer i den påtrængende grund på grund af indtrængning af værtssten i magmaen. Som følge heraf undergår magma nær kontakten kemiske ændringer (forurening), der påvirker mineraldannelsen.
Exokontaktzonen forekommer i værtsbjergarten som et resultat af de termiske og kemiske virkninger af magma og er karakteriseret ved aktive processer af metamorfose og metasomatisme. Flygtige magmakomponenter kan således erstatte mineraler i exokontaktzonen med indførte forbindelser og danne de såkaldte metasomatiske haloer.
Mineralske forbindelser udført af flygtige komponenter kan også krystallisere direkte i kontaktzonen. Denne proces spiller en væsentlig rolle i dannelsen af for eksempel glimmer og med deltagelse af vand kvarts.
Påtrængende magmatisme og påtrængende sten
Barner dannet som et resultat af dyb magmakrystallisation kaldes påtrængende eller plutonisk. Effusive (vulkaniske) bjergarter dannes, når magma bryder ud på jordens overflade (eller på havbunden).
Påtrængende og udstrømmende magmatisme giver anledning til serier af sten, der ligner mineralsammensætning. Klassificeringen af magmatiske bjergarter efter sammensætning er baseret på indholdet af silica SiO2. Ifølge dette racekriteriumopdelt i ultrabasisk, basisk, medium og sur. Silicaindholdet i serien stiger fra ultramafiske (mindre end 45%) sten til sure (mere end 63%). Inden for hver klasse adskiller bjergarter sig i alkalinitet. De vigtigste påtrængende bjergarter i overensstemmelse med denne klassifikation danner følgende serie (vulkananalog i parentes):
- Ultrabasic: peridotitter, dunites (picrites);
- Vigtigste: gabbroider, pyroxenitter (bas alter);
- Medium: dioriter (andesitter);
- Syrlig: granodioriter, granitter (dacites, rhyolitter).
Plutoniske bjergarter adskiller sig fra udstrømmende bjergarter ved betingelserne for forekomst og krystalstrukturen af de mineraler, der udgør dem: de er fuldkrystallinske (indeholder ikke amorfe strukturer), klarkornede og har ingen porer. Jo dybere kilden til klippedannelse (afgrundsindtrængninger) er, jo langsommere forløb processerne med magmaafkøling og krystallisation, mens en stor mængde af den flygtige fase blev bibeholdt. Sådanne dybe klipper er karakteriseret ved større krystallinske korn.
Intern struktur af påtrængende organer
Strukturen af plutoniske massiver er dannet i løbet af et kompleks af fænomener forenet under det generelle navn prototektonik. Den skelner mellem to stadier: prototektonik af den flydende og faste fase.
På væskefasestadiet lægges de primære stribede og lineære teksturer af den resulterende krop. De afspejler strømningsretningen af den indtrængende magma og de dynamiske betingelser for orienteringen af krystalliserende mineraler (for eksempel det parallelle arrangementglimmerkrystaller, hornblende osv.). Teksturer er også forbundet med placeringen af fragmenter af fremmed sten, der faldt ind i magmakammeret - xenolitter - og isolerede mineralophobninger - schlieren.
Fastfasestadiet af påtrængende evolution er forbundet med afkølingen af den nydannede sten. Primære revner opstår i massivet, hvis placering og antal bestemmes af kølemiljøet og strukturerne dannet i væskefasen. Derudover udvikles sekundære strukturer i en sådan magmatisk masse på grund af fragmentering af dens sektioner og forskydninger langs brud.
Undersøgelsen af prototektonik er vigtig for at klarlægge betingelserne for placeringen af mineralforekomster i indtrængninger og i de omgivende bjergarter.
Magmatiske indtrængen og tektonik
Stenarter af påtrængende oprindelse er udbredt i forskellige områder af jordskorpen. Nogle manifestationer af påtrængende magmatisme yder et væsentligt bidrag til både regionale og globale tektoniske processer.
Under kontinentale kollisioner i løbet af at øge tykkelsen af skorpen, på grund af aktiv granitisk magmatisme, dannes store batholitter, for eksempel Gangdis-batolitten i Trans-Himalaya. Også dannelsen af store batholiter er forbundet med aktive kontinentale marginer (Andinske batholith). Generelt spiller indtrængning af siliciummagma en vigtig rolle i bjergbyggeprocesser.
Når skorpen strækkes, dannes der ofte serier af parallelle diger. Sådanne serier er observeret i midterhavets højdedrag.
Sills er en af de karakteristiske former for intrakontinentale magmatiske indtrængen. De kan også have et stort omfang – op til hundredvis af kilometer. Magma, der trænger ind mellem lag af sedimentære bjergarter, danner ofte flere lag af karme.
Dyb magmatisk aktivitet og mineraler
På grund af de særlige kendetegn ved krystallisation i processer med påtrængende magmatisme, dannes malmmineraler til krom, jern, magnesium, nikkel samt native platinoider i ultrabasiske bjergarter. I dette tilfælde danner tungmetaller (guld, bly, tin, wolfram, zink osv.) opløselige forbindelser med flygtige magmakomponenter (for eksempel vand) og koncentrerer sig i de øvre områder af magmakammeret. Dette sker i den tidlige fase af krystallisation. På et senere tidspunkt danner en mobil pegmatitrest, der indeholder sjældne jordarter og sjældne grundstoffer, veneaflejringer i påtrængende frakturer.
Khibiny på Kola-halvøen er således en laccolith, blottet som følge af erosion af det omsluttende lag. Denne krop er sammensat af nefelin syenitter, som er en malm for aluminium. Et andet eksempel er Norilsk-tærsklen, der er rig på kobber og nikkel.
Kontaktzoner er også af stor praktisk interesse. Aflejringer af guld, sølv, tin og andre værdifulde metaller er forbundet med metasomatiske og metamorfe glorier af påtrængende legemer, såsom Bushveld-lopolitten i Sydafrika, kendt for sine guldbærende glorier.
Således, områder med påtrængendemagmatisme er den vigtigste kilde til mange værdifulde mineraler.
